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舰船电磁兼容技术发展综述

舰船电磁兼容技术发展综述
舰船电磁兼容技术发展综述

舰船电磁兼容技术发展综述

关键词电磁兼容;舰船

1 引言

20世纪80年代以来,以信息技术为核心的第四次军事革命以前所未有的广度和深度影响着整个世界,并将在未来几十年内更加完整、充分、深刻地展开。新军事革命将预警探测、指挥控制和精确打击三个作战职能一体化、网络化;将覆盖整个作战空问的通信系统、指挥系统、协调系统、情报系统、计算机工作站、各级数据库和各个用户终端组合为统一的数字化战场;将现有的民用和军用技术,用共同的软件、标准和规程,对现有武器系统进行现代化改造,使其具备通用性、联动性,加速从传感器到终端操作者之问、各武器系统之问、各作战单元之间的信息流动。

新技术在推动武器装备发展的同时,也产生了许多新的EMC/EMI问题,其中复杂恶劣的电磁环境与高灵敏度的信息设备形成尖锐矛盾。新问题给电磁兼容性研究搭建了更具创造力的平台,同时也标志EMC技术进入一个新的快速发展时期。挑战与机遇并存,目前重点实验室正在充分利用这一难得机遇进行全方位变革,对国际EMC研究现状进行评估,对我国EMC技术的进展进行重新思考,运用前瞻『生思维和高科技手段,瞄准科学技术革命前沿,真正把握军事革命演进的脉搏。

2 国外研究水平与发展趋势

20世纪60年代初至今,世界发达国家就对传统的舰船EMC设计方法提出了挑战和创新,用于解决和控制舰船电磁干扰问题的新理念、新技术、新方法、新材料层出不穷。美国是从事舰船EMC技术研究最早的国家,其技术和设备也非常先进,代表了舰船EMC技术的先进水平。上世纪80年代末期到90年代中期是美国海军电磁兼容性新老技术演变和新技术快速发展时期,其中最重要的标志是基于计算机技术和计算电磁学上的舰船EMC数值仿真设计技术的诞生号陕速发展。

1986至1995年期问,美海军海上系统司令部,海军指挥、控制和海洋监测中心试制部,洛氏国际公司和一些大学做了大量的软件研制开发工作,联合研制出了舰船电磁工程仿真设计软件,并用于舰船电磁兼容性设计中。从1995年至今美国海军根据应用情况和舰船电磁兼容发展的需要对该软件系统进行改进提高,软件版本不断升级。

继美国之后,俄罗斯、意大利、德国、英国、西班牙、法国等国家也开展了这方面的研究和设计工作,并开始出售商用软件。计算机仿真和虚拟技术可以在舰船设计初期对舰上一些电磁现象或电磁干扰的机理进行仿真模拟,便于对干扰源、干扰途径的分析和确定。有助于在设计阶段对干扰源进行控制和解决,从而解决了传统设计技术难以解决的多参数(或变量)复杂的电磁干扰问题,特别适应于大吨位、多设备、电磁环境非常复杂的现代舰船的电磁兼容性设计。

在舰船电磁兼容性试验、测试和评估等方面美国处于世界领先地位。美国有世界上最大的电波暗室、混响室和核电磁脉冲试验场地,具有测试精度高、频段宽、功率大的试验设备。对装舰的设备除了进行常规的电磁兼容性检测外,还可进行强电磁脉冲,雷击和静电放电等考核。在强电磁脉冲和高功率考核方面,可以将设备、导弹等受试件整体“浸入”在一个宽频段、宽区域和高场强的电磁环境中(而我国对一些稍大的设备和导弹在频率较高时(大于1GHz),只能采取局部照射高场强进行考核);美国海军可以在海上对舰船抗核电磁脉冲能力进行试验和考

位于美国马里兰州的美国海军航空兵作战中心拥有超过15个电磁环境效应(E3)的试验设施和场地,主要从事海军和空军的电磁环境效应研究、开发、试验和评估工作。包括电磁环境效应工程分析、试验计划、传导试验、故障诊断、推荐切实可行的解决方法以及研究与改进试验技术等。有了上述试验条件,保证了美国海军武器装备具备抵御强电磁威胁的能力。

根据近几年国外资料分析,白海湾战争以来,美国开始重视海上武器平台电磁环境和战时电磁环境对舰载武器装备的影响以及各国联合作战中的电磁干扰问题,目前正在开展这方面的研究,提出了将目前的“舰船电磁兼容性设计”思想拓展为“舰船电磁环境效应(E3)设计”。以确保新研制的舰船在恶劣的E3情况下,具有良好的运行能力、生存力和安全性。

新的设计理念除了涵盖现有的舰船电磁兼容性设计内容外,在以下几个方面进行了拓展:

· 海上武器平台情况下,其它舰船在本舰产生的射频(RF)环境频谱;

· 海上电磁环境(雷电)效应;

· 外部(或敌方)电子武器、核电磁脉冲、高功率微波脉冲核超宽带脉冲等产生的电磁感应。

随着现代新技术和新材料的进步和成熟,美国海军认为现在已具备利用系统工程和全综合化技术来设计未来的舰船,其中一个关键的组成部分是综合化甲板面设计概念。它是将舰上的上层建筑设计与隐身设计和电磁收发系统的集成设计结合起来。已设计出了多功能电磁辐射系统,它可把敌我识别(IFF)、测向(DF)、联合技术情报分配系统(JTID)和超高频天线综合在一起。

目前正在设计一种能把雷达、电子战和通讯设备等各项功能综合在一套天线中的多功能射频系统(AMRFS)。所有这些对舰船EMC技术提出了新的挑战。将舰船电磁环境效应对作战和指挥、控制与通信系统的影响有效地综合到甲板面设计中是今后舰船EMC设计发展趋势。

3 我国舰船EMC技术发展策略

3.1 具备先进的舰船EMC设计技术

多年的实践证明,进行良好的总体EMC设计可以消除和控制规体中大部分EMC /EMI问题。随着装舰的武器装备和传感器等设备的性能提高和数量的不断增加,大功率辐射设备与高灵敏度接收设备共场地布置,以及由此而产生的电磁频谱使用相互重叠并不断扩展等现象已给舰船总体EMC设计带来了很大压力和困难。

为了满足现代舰船的EMC设计的需要,重点实验室加快了舰船EMC仿真实验室建设;加深了先进的舰船EMC数字设计技术研究,包括计算电磁学和计算机技术的研究;拓展了舰船EMC设计相关的模拟试验场地的功能,提高了试验技术水平和精度。

同时,将EMC设备数据库、EMC检测数据库、EMC研究信息数据库、EMC外场试验数据库等离散的低级别的数据库进行整合与融合,系统地、完整地建立级别更高的舰船EMC设计数据库,并保留与其它军兵种的设计数据库的链接接口。解决各舰在分析和控制EMC问题时不能共享现有的舰船EMC设计成果和数据的问题。3.2 具备舰船总体EMC评估能

在近几年舰船总体EMC设计中,舰船现代化装备与EMC之间的矛盾日趋严重,出现了“设备增多、功能下降”的现象。这主要是设备增多恶化了设备问的EMI 所造成的。使得总体不得不进行折衷设计,对某些设备在功能、频率和时间上限制使用;某些设备需分机使用,有的设备甚至不能有效发挥应有功能,这在实际上造成了设备的浪费。

因此,对装舰的设备(包括飞机)和传感器应建立相应的数值和数学模型,逐步实现在计算机平台上进行舰船电磁兼容性设计,并在此基础上开展舰船总体EMC评估技术研究。研究中不仅关注强电磁环境对导弹和武备系统的电磁危害,而且研究弱信号产生的电磁干扰及其对舰上分系统和设备功能发挥的影响。

在舰船方案论证阶段对全舰的EMC状况与舰船总体功能的相关陛进行评估和论证,即对各设备在舰上所处的电磁环境,干扰或被干扰状况,功能是否下降以及对全舰的EMC的影响进行分析评估。根据评估结果,在保证舰船战术功能不下降的前提下,对设备的装舰和适应舰上电磁环境进行EMC设计指导,保证装舰设备都能充分发挥其功能。

3.3 装舰设备进行恶劣电磁环境考核

目前我国对装舰设备都按GJB151A/152A进行考核(有的按GJB151/152A

系列进行考核)。只是注重设备或分系统间的传导和辐射干扰,而没有考虑外界,特别是战时的恶劣电磁环境对设备的危害。战时,舰船所经历的电磁环境是复杂和恶劣的,利用强电磁脉冲武器对电子设备进行打击和摧毁足现代战争的主要特征。电磁脉冲武器的能量可以耦合剑高频天线、桅杆、和金属壳体中,并在系统和电缆上感应出几十至几千安的大电流,专门破坏指挥控制机构中使用的电子系统,导致敏感的电子元器件、计算机芯片、电台、雷达系统、微波通信系统或其他大型电子系统在瞬间失效。

我们一方面要进行舰船电子设备在强电磁辐射下的电磁防护和加固研究,另一方面应对装舰电子设备进行宽频段高场强、静电放电、雷击以及强电磁脉冲等恶劣电磁环境下的考核试验。

3.4 提高EMC诊断技术

及时诊断、控制、解决现役舰船或需改装的舰船出现的EMI问题,是舰船EMC技术中的主要内容。事实上,一艘新战舰在交付使用若干年后,会出现一些新的EMI问题,有些问题可能表现出无因果关系,这给解决和控制此类干扰带来很大困难。国外针对此现象提出了EMC诊断和分析技术,包括“硬件”测试分析和“软件”分析,其最终目的是要解决实际的EMI问题。此外,EMC诊断技术还可以发现一些没有暴露或潜在的EMI问题,并及时控制和解决。

在发展我国舰船EMC设计技术、强化舰船总体EMC评估能力的同时,加速舰船EMC诊断技术的发展,建立相应的数据库,对解决和控制现役舰的EMC问题至关重要,对新型舰艇的EMC设计也大有帮助。

3.5 建立分级频谱管理体系

频谱问题一直是引发舰船电磁兼容性问题的主要因素,近几年来装舰设备增多和大量使用宽带发射系统使该问题愈加突出。其频谱拥挤问题具有两大特征,其一,在同一艘舰上装备数量众多的设备产生频谱拥挤问题;其二,是同一类型

(型号)设备分装在不同舰上,当海上这类舰船数量增多或组成海上武器平台时就产生了海上武器平台频谱使用问题。而未来太空战中,天、空、地、海、潜、电磁战6维空间战场的设备密度更大、立体网络复杂,电磁频谱的使用率成倍增加,频谱拥挤程度和相互干扰程度将更加严峻。

国外很早就开始进行舰船频谱管理技术研究,近几年还在进行联合作战体系的频谱管理技术研究。随着新军事变革的深入发展,我国必将建立全国范围内的分级频谱管理体系,重点实验室率先研究电磁频谱分级管理方法,建立舰艇总体和整个海上作战系统的电磁频谱分级管理体系,完善装舰设备(雷达和电子战设备)的频谱管理规范,进行应用基础研究,积累技术储备,以便在国家级频谱管理体系的建设中发挥更多、更重要的作用。

首先,针对我国舰船装备的现状和发展趋势对单舰的频谱使用问题进行研究,从顶层对装舰设备的频谱指配和使用进行管理;其次,研制出具有频谱指配和频率使用管理功能的智能管理设备,能自动控制单舰因频谱问题而产生的电磁干扰;第三,根据舰船或海上武器平台的作战需求开展海上作战平台的频谱管理研究,制定相应的频率使用和指配方案,研制相应的控制装置抑制相应的电磁干扰,从总体布置与设计中减小舰船或海上武器平台的频谱问题;第四,适应联合作战的需求,研究与其它军兵种频谱管理技术的协同问题、数据接口问题、频率指配问题、标准规范及其它相关问题。

3.6 及时处理各种新技术带来的EMC问题

进入2l世纪,各国都在强化新技术在军事方面的应用,我国也全方位、全领域、全系统地开展新技术的应用研究。尤其是以太空卫星为主体,地面活动卫星接收站、数位化微波系统和计算机程式控制系统等为辅的战备通信电信网路建设和使用,将促进舰船设计采用更多新技术、新方法、新设备。

当这些技术应用到舰船有限空间时,会出现一些与EMC有关的问题,或者对舰船总体EMC产生不良影响,这是舰船EMC技术在新形式下遇到新问题。

例如,隐身技术对舰船电磁环境的影响;传感器集成带来新的电磁兼容性问题;模块化技术的接口EMC问题;电力推进技术中的大电流磁场效应以及信息化技术中的EMI问题等。

对每一个新技术的引进都要用EMC的观点对其进行分析,并及时发现和处理可能出现的EMI问题能,保证这些技术的功能能充分发挥。

在解决大功率发射源干扰方面,可对装舰的大功率传感器加装特殊的电磁干扰控制措施和装置,例如,在短波大功率天线上加装调谐装置减小其近场危害,增大天线之间隔离度;在雷达天线上加装旁瓣抑制装置,减小了天线之间旁瓣的耦合,这些措施特别适用于多天线集中布置情况。另外研究各种舰艇通信系统干扰对消装置,加大通信系统内部传感器之间的隔离度,大大减轻舰总体的电磁兼容性设计负担。

3.7 研究海上武器平台情况下的EMC问题

从国外有关文献报告来看,海上武器平台情况下的EMC将比单舰的更为严重和复杂,解决起来难度更大。美国近几年开始从舰船海上武器平台和联合作战层面来认识单舰的电磁兼容性,提出了“统一设计”的概念。

舰船海上武器平台电磁兼容性和电磁干扰问题是一个复杂的系统工程,重点实验室从理论上对舰船海上武器平台的电磁环境特性及新概念、新技术进行探索与研究;分析海上武器平台中舰船的数量、舰型以及配置,对各单舰电磁环境特性的影响,分析舰与舰之间的电磁干扰问题;预测分析电磁干扰时,不仅采用近

场耦合模型,而且要采用远场耦合模型,并对传感器的辐射方向图进行分析。研究适合海上武器平台试验的新方法和新技术,开展大型海上海上武器平台电磁兼容性试验,积累数据、进行技术储备。

4结束语

我国在舰船EMC技术方面的研究已有近30年的历史,并取得了一定的成绩,与国外先进水平的差距正在逐步缩小。我们应保持这良好的发展势头。如今,EMC 技术在舰船领域所处的地位越来越重要。新技术、新装备的发展对舰船EMC技术提出了新的和更高的要求和需求。这促使舰船EMC技术在新形势下要有新的发展。在这机遇与挑战并存在的条件下,我们应该抓住机遇,克服困难,力争在不久的将来使我国舰船ENC技术达到国际先进水平。

先进制造技术 论文

先进制造技术论文 学院:xxx 班级:xxx 姓名:xxx 学号:xxx

目录 概述 (3) 一、先进的工程设计技术 (3) 二、先进制造工艺技术 (3) 三、制造自动化技术(又可说成计算机控制自动化技术) (4) 四、先进生产管理技术、制造哲理与生产模式 (5) 五、发展 (7) 主要参考文献 (9)

概述 摘要:随着我国制造业的的不断发展,先进制造技术得到越来越广泛的应用。介绍了先进制造技术和先进制造模式的内容和发展情况,从两种角度解释其结构特征和关系,并从各种不同角度展望先进制造技术和先进生产模式的发展前景及其趋势特征。 先进制造技术AMT(Advanced Manufacturing Tecnology)是在传统制造的基础上,不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理技术等方面的成果,将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称,也是取得理想技术经济效益的制造技术的总称。 当前的金融危机也许还会催生新的先进制造制造技术,特别在生产管理技术方面。先进制造技术不是一般单指加工过程的工艺方法,而是横跨多个学科、包含了从产品设计、加工制造、到产品销售、用户服务等整个产品生命周期全过程的所有相关技术,涉及到设计、工艺、加工自动化、管理以及特种加工等多个领域,并逐步融合与集成。 可基本归纳为以下五个方面: 一、先进的工程设计技术 二、先进制造工艺技术 三、制造自动化技术 四、先进生产管理技术、制造哲理与生产模式 五、发展。 一、先进的工程设计技术 先进的工程设计技术包括众多的现代设计理论与方法。包括CAD、CAE、CAPP、CAT、PDM、模块化设计、DFX、优化设计、三次设计与健壮设计、创新设计、反向工程、协同产品商务、虚拟现实技术、虚拟样机技术、并行工程等。 (1)产品(投放市场的产品和制造产品的工艺装备(夹具、刀具、量检具等))设计现代化。以CAD为基础(造型,工程分析计算、自动绘图并提供产品数字化信息等),全面应用先进的设计方法和理念。如虚拟设计、优化设计、模块化设计、有限元分析,动态设计、人机工程设计、美学设计、绿色设计等等; (2)先进的工艺规程设计技术与生产技术准备手段。在信息集成环境下,采用计算机辅助工艺规程设计、即CAPP,数控机床、工业机器人、三坐标测量机等各种计算机自动控制设备设备的计算机辅助工作程序设计即CAM等。 二、先进制造工艺技术 (1)高效精密、超精密加工技术,包括精密、超精密磨削、车削,细微加工技术,纳米加工技术。超高速切削。精密加工一般指加工精度在10~0.1μm (相当于IT5级精度和IT5级以上精度),表面粗糙度Ra值在0.1μm以下的加工方法,如金刚车、金刚镗、研磨、珩磨、超精研、砂带磨、镜面磨削和冷压加工等。用于精密机床、精密测量仪器等制造业中的关键零件加工,如精密丝杠、精密齿轮、精密蜗轮、精密导轨、精密滚动轴承等,在当前制造工业中占有极重

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惯性导航系统发展综述报告

惯性导航系统发展综述报告 学号:姓名: 摘要:本文介绍了惯性导航系统的主要组成、基本原理、分类以及优缺点。列举了惯性导航系统在当前的主要应用领域及发展趋势。 关键词:惯性导航系统、陀螺仪、加速度计、GPS、组合导航 一.引言 美国《防务新闻》网站报道称,美军正在研制新型导航定位设备,以替代现在广泛使用的GPS卫星定位导航系统。GPS之所以被美军诟病,主要是由于该系统过于依赖脆弱的天基卫星系统。卫星在战时极易被干扰、破坏,或受到网络攻击,自身安全性难以得到有效保证。为有效解决GPS安全性问题和美军对精确定位、导航、授时服务的需求之间难以调和的矛盾,美军开始积极寻求GPS 的替代品。据称,基于现代原子物理学最新成就的微型惯性导航技术是未来代替GPS的一个重要的技术解决方案。 惯性导航系统是人类最早研发明的导航系统之一。早在1942年德国在V-2火箭上就率先应用了惯性导航技术。从2009年,美国国防部先进研究项目局就深入进行新一代微型惯性导航技术的研发与测试工作。据悉,这种新一代导航系统主要通过集成在微型芯片上的三个原子陀螺仪、加速器和原子钟精确测量载体平台相对惯性空间的角速率和加速度信息,利用牛顿运动定律自动计算出载体平台的瞬时速度、位置信息并为载体提供精确的授时服务。 美军也对该系统的未来发展充满信心。安德瑞·席克尔认为,就像30年前人们没有预想到GPS会发展到目前如此程度一样,在未来20年新一代微型惯性导航系统的发展程度也是无可限量的。 从此报道中可以看出研究惯性导航技术的重要作用。 二.惯性导航系统的概念 惯性导航(inertial navigation)是依据牛顿惯性原理,利用惯性元件(加速度计)来测量运载体本身的加速度,经过积分和运算得到速度和位置,从而达到

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电磁兼容概述 一、电磁兼容的基本概念 1.1 电磁兼容的定义 电磁兼容性即EMC(Electromagnetic Compatibility)。 有关电磁兼容的定义: (1)国家标准GB/T 4365-1995《电磁术语》的定义:设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。 (2)美国电气电子工程师协会(IEEE)的定义:一个装置能在其所处的电磁环境中满意地工作同时又不向该环境及同一环境中的其他装置排放超过允许范围的电磁扰动。 (3)国际电工技术委员会(IEC)的定义:电磁兼容是设备的一种能力。它在其电磁环境中能完成它的功能,而不至于在其环境中产生不允许的干扰。 上述三个定义虽然措辞不同,但都可概括为两个方面: (1)设备或系统承受电磁骚扰时,能正常工作; (2)设备工作时,不产生超过规定值的电磁骚扰。 1.2 电磁干扰和电磁骚扰 电磁骚扰(E1ectromagnetic Disturbance):可能引起装置、设备或系统性能降低或对有生命、无生命物质产生损害作用的电磁现象。 电磁干扰(E1ectromagnetic Interference—EMI):由电磁骚扰引起的设备、系统或传播通道的性能下降。 电磁骚扰和电磁干扰比较:两个词语过去经常混用,但两者之间有明显的区别——前者是指电磁能量的发射过程,后者则强调电磁骚扰造成的结果。 1.3 抗扰性和电磁敏感性 抗扰性(Immunity of Disturbance):装置、设备或系统面临电磁骚扰而不降低运行性能的能力。 电磁敏感性(E1ectromagnetic Susceptibility—EMS):在存在电磁骚扰的情况下,装置、设备或系统不能避免性能降低的能力。 电磁敏感性与抗扰性比较:同一性能的正反两个不同说法,敏感性高意味着抗扰性能低。

民航导航技术的发展现状及发展趋势

民航导航技术的发展现状及发展趋势 引言 导航是一种为运载体航行时提供连续、安全和可靠服务的技术。航空和航海的需求是导航技术发展的主要推动力。尤其是航空技术,由于飞机在空中必须保持较快的运动速度,留空时间有限,事故后果严重,对导航提出了更高的要求;同时飞机所能容纳的载荷与体积较小,使导航设备的选择受到较大的限制。对于航空运输系统来讲,导航的基本作用就是引导飞机安全准确地沿选定路线、准时到达目的地。 自无线电导航技术的广泛应用以来,导航已从通过观测地形地物、天体的运动以及灯光电磁现象,改变为主要依赖电磁波的传播特性来实现,部分摆脱了天气、季节、能见度和环境的制约,以及精度十分低下的状况。飞机在云海茫茫的天上,能随时掌握自己的位置,大大降低了飞行安全风险。导航已成为民航完全可以依赖的技术手段,促进了世界民航事业的发展。 20年代70世纪发展起来的信息技术使导航技术呈现了新面貌。卫星导航(GPS和GLONASS)以及其增强系统和组合系统,已经能够方便、廉价地为全球任何地方、全天候提供较高精度和连续的位置、

速度、航姿和时间等导航信息,成为支持未来航空运输发展的又一股强大动力。 1民航导航技术的现状 1.1支持航路的导航技术 1.1.1惯性导航系统 从20世纪20年代末开始,虽然陆基无线电导航逐渐成为航空的主要导航手段,但由于需要地面系统或设施的支持,无法实现自主定位和导航,限制了航空的发展。首先,军事上对导航系统提出了生存能力、抗干扰、反利用和抗欺骗的需求,具有自主导航能力的惯性导航系统(INS)于60年代在航空领域投入使用。但民用飞机采用INS 的主要原因是由于INS提供的导航信息连续性好,导航参数短期精度高,更新速率高(可达50~1000Hz)。 20世纪70年代后,由于数字计算机的使用和宽体飞机的发展,INS也开始了大发展阶段。由于INS具有许多陆基导航系统不具备的优点,尤其是可以产生包括飞机三维位置、三维速度与航向姿态等大量有用信息,在民航中得到了应用,是民航飞机的基本导航系统。当然它自生的垂直定位功能不好误差是发散的,不能单独使用,在现代

先进制造技术论文

随着科学技术的飞速发展和市场竞争日益激烈,越来越多的制造企业开始将大量的人力、财力和物力投入到先进的制造技术和先进的制造模式的研究和实施策略之中。改革开放以来,我国制造科学技术有日新月异的变化和发展,确立了社会主义市场经济体制,但与先进的国家相比仍有一定差距,为了迎接新的挑战,必须认清制造技术的发展趋势,缩短与先进国家的差距,使我国的产品上质量、上效率、上品种和上水平,以增强市场竞争力,因此,对制造技术及制造模式的研究和实施是摆在我们面前刻不容缓的重要任务,以实现我国机械制造业跨入世界先进行列。 一.先进制造技术的概念 (1)先进制造技术的内涵 目前对先进制造技术尚没有一个明确的、一致公认的定义,经过近年来对发展先进制造技术方面开展的工作,通过对其特征的分析研究,可以认为:先进制造技术是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果,并将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。 (2)先进制造技术的特点 先进制造技术最重要的特点在于,它首先是一项面向工业应用,具有很强实用性的新技术。先进制造技术相对传统制造技术在应用范围上的一个很大不同点在于,传统制造技术通常只是指各种将原材料变成成品的加工工艺,而先进制造技术虽然仍大量应用于加工和装配过程,但由于其组成中包括了设计技术、自动化技术、系统管理技术,因而则将其综合应用于制造的全过程。并且传统制造技术的学科、专业单一独立,相互间的界限分明;先进制造技术由于专业和学科间的不断渗透j交叉、融合,界线逐渐淡化甚至消失,技术趋于系统化、集成化、已发展成为集机械、电子、信息、材料和管理技术为一体的新型交叉学科。随着微电子、信息技术的引入,使先进制造技术还能驾驭信息生成、采集、传递、反馈、调整的信息集成过程。先进制造技术是可以驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。为确保生产和经济效益持续稳步的提高,能对市场变化做出更灵捷的反应,以及对最佳技术效益的追求,提高企业的竞争能力,先进制造技术比传统的制造技术更加重视技术与管理的结合,更加重视制造过程组织和管理体制的简化以及合理化,从而产生了一系列先进的制造模式。随着世界自由贸易体制的进一步完善,以及全球交通运输体系和通信网络的建立,制造业将形成全球化与一体化的格局,新的先进制造技术也必将是全球化的模式。 先进性作为先进技术的基础——制造技术,必须是经过优化的先进工艺。因此,先进制造技术的核心和基础必须是优质、高效、低耗、清洁的工艺。它从传统工艺发展起来,并与新技术实现了局部或系统集成。通用性先进制造技术不是单独分割在制造过程的某一环节,它覆盖了产品设计、生产设备、加工制造、维修服务、甚至回收再生的整个过程。系统性随着微电子、信息技术的引入,先进制造技术能驾驭信息生成、采集、传递、反馈、调整的信息流动过程。先进制造技术能驾驭生产过程的物质流、能源流和信息流的系统工程。集成性先进制造技术由于专业、学科间的不断渗透、交叉、融合,界限逐渐淡化甚至消失,技术趋于系统化,已发展成为集机械、电子、信息、材料和管理技术于一体的新兴交叉学科,因此有人称其为制造工程。技术与管理的更紧密结合对市场变化做出更敏捷的反应及对最佳经济效益的追求,使先进制造技术十分重视生产过程的

我国先进制造技术的发展现状

我国先进制造技术的发展现状 摘要:本文介绍了当今制造技术面临的问题,论述了先进制造的前沿科学,并展望了先进制造技术的发展前景。 关键词:问题;先进制造技术;前沿科学;应用前景 制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱,其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%~55%。在一个国家的企业生产力构成中,制造技术的作用一般占60%左右。专家认为,世界上各个国家经济的竞争,主要是制造技术的竞争。其竞争能力最终体现在所生产的产品的市场占有率上。随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化,这种竞争日趋激烈,因而各国政府都非常重视对先进制造技术的研究。 1 当前制造科学要解决的问题 当前制造科学要解决的问题主要集中在以下几方面: (1)制造系统是一个复杂的大系统,为满足制造系统敏捷性、快速响应和快速重组的能力,必须借鉴信息科学、生命科学和社会科学等多学科的研究成果,探索制造系统新的体系结构、制造模式和制造系统有效的运行机制。制造系统优化的组织结构和良好的运行状况是制造系统建模、仿真和优化的主要目标。制造系统新的体系结构不仅对制造企业的敏捷性和对需求的响应能力及可重组能力有重要意义,而且对制造企业底层生产设备的柔性和可动态重组能力提出了更高的要求。生物制造观越来越多地被引入制造系统,以满足制造系统新的要求。(2)为支持快速敏捷制造,几何知识的共享已成为制约现代制造技术中产品开发和制造的关键问题。例如在计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)集成、坐标测量(CMM)和机器人学等方面,在三维现实空间(3-Real Space)中,都存在大量的几何算法设计和分析等问题,特别是其中的几何表示、几何计算和几何推理问题;在测量和机器人路径规划及零件的寻位(如Localization)等方面,存在C-空间 (配置空间Configuration Space)的几何计算和几何推理问题;在物体操作(夹持、抓取和装配等)描述和机器人多指抓取规划、装配运动规划和操作规划方面则需要在旋量空间(Screw Space)进行几何推理。制造过程中物理和力学现象的几何化研究形成了制造科学

MEMS技术发展综述

MEMS技术发展综述 施奕帆04209720 (东南大学信息科学与工程学院) 摘要:对于MEMS技术进行简要的介绍,了解其诞生与发展,所涉及的学科领域,目前的研究成果以及在生活、军事、医学等方面的应用。目前MEMS在我国的发展已取得一定成果,在21世纪可以有更大的突破,其未来在材料、工艺、微器件、微系统方面也具有巨大的发展空间。 关键词:MEMS、传感器、微制造技术 一、MEMS简介 微机电系统(micro electro mechanical system,MEMS)是在微电子技术基础上发展起来的多学科交叉的前沿研究领域,其起源可以追溯到20世纪50~60年代,最初贝尔实验室发现了硅和锗的压阻效应,从而导致了硅基MEMS传感器的诞生和发展。在随后的几十年里,MEMS得到了飞速发展,1987年美国加州大学伯克利分校研制出转子直径为60~120/μm的硅微型静电电机;1987~1988年,一系列关于微机械和微动力学的学术会议召开,所以20世纪80年代后期微机电系统一词就渐渐成为一个世界性的学术用语,MEMS技术的研究开发也成为一个热点,引起了世界各国科学界、产业界和政府部门的高度重视,经过几十年的发展,它已

成为世界瞩目的重大科技领域之一。 二、MEMS涉及领域及作用 MEMS技术涉及电子工程、机械工程、材料工程、物理学、化学以及生物医学等学科。MEMS开辟了一个新的技术领域,它的研究不仅涉及元件和系统的设计、材料、制造、测试、控制、集成、能源以及与外界的联接等许多方面,还涉及微电子学、微机构学、微动力学、微流体学、微热力学、微摩擦学、微光学、材料学、物理学、化学、生物学等基础理论 三、MEMS器件的分类及功能 目前,MEMS技术几乎可以应用于所有的行业领域,而它与不同的技术结合,往往会产生一种新型的MEMS器件。根据目前的研究情况,除了进行信号处理的集成电路部件以外,MEMS内部包含的单元主要有以下几大类: (1)微传感器: 主要包括机械类、磁学类、热学类、化学类、生物学类等。其主要功能是检测应变、加速度、速度、角速度(陀螺)、压力、流量、气体成分、湿度、pH值和离子浓度等数值,可应用于汽车、航天和石油勘探等行业。

先进制造技术综述

先 进 制 造 技 术 综 述 学院:机械工程学院 专业:机械制造及其自 动化

《先进制造技术》试题 在课程学习和检索文献资料的基础上,撰写一份先进制造技术综述论文,包括以下具体内容: 1.绿色制造的关键技术。 2.超高速切削和超高速磨削技术,包括:超高速切削和超高速磨削的机理、关键技术和应用范围。 3.超周密加工技术,包括:超周密车削、超周密砂轮磨削、超周密砂带磨削、电泳磨削的加工原理、技术特点和应用范围。 4.特种加工,包括: (1)电火花成形加工、电火花线切割加工、电火花磨削加工、电火花表面强化等加工技术的加工原理与特点、应用范围。 (2)激光加工、电子束加工、离子束加工、水喷射加工等加工技术的加工原理、技术特点和应用范围。 5. 先进生产治理的技术,包括:敏捷制造、精益生产、智能制造等先进制造模式的定义、内涵、特点和关键技术等。 6.你自己对先进制造技术进展与创新历程的理解和观点。 答题要求: 1.论文包括题目、摘要、关键词、正文、结语、参考文献等部分。

2.论文正文字数许多于3000字,参考文献许多于30篇。 3.综述时应尽可能提供加工实例及其示图。 4.要按参考或引用的顺序列出文献资料的出处,并在引用处标注。 5.本试题页符在答卷上一并交回,提交试卷时,同时提交电子文档。 6.参照《西安科技大学学报》排版格式。试卷用A4纸,一级标题用黑体四号字,二级标题用仿宋体小四号字,行间距为1.5倍。 7.卷面不得雷同,否则不记成绩。

先进制造技术综述 摘要:本文通过大量列举典型的先进制造工艺和先进 的治理系统来介绍先进制造技术的进展现状及特点,其 中包括典型的先进制造工艺有:绿色制造技术、超高速 加工技术、超周密加工技术以及特种加工技术;典型的 先进治理系统有:敏捷制造、精益制造以及智能制造等 先进制造技术。文中分析了以上各种先进技术的加工原 理、技术特点、关键技术以及该技术的应用范围。最后, 阐述了本人对先进制造技术进展与创新历程的理解和 观点。 关键词:先进制造;绿色制造;超高速加工;超周密加 工;先进生产治理系统 0 引言 先进制造技术AMT(advanced manufacturing technology)是制造业不断汲取机械、电子、信息(计算机与通信、操纵理论、人工智能等)、能源及现代系统治理等方面的成果,并将其综合应用于产品设计、制造、检测、治理、销售、使用、服务乃至回收的全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁和灵活生产,提高

EMC电磁兼容概述综述

电磁兼容基础知识 引言电子电器产品的电磁兼容性能是一项非常重要的技术指标,它不仅关系到产品本身的安全性、可靠性,也关系到电磁环境的保护问题。国内外现都十分重视产品的电磁兼容质量管理。这就要求从事相关产品设计、制造和品质管理的人员均应该掌握电磁兼容的一些基本理论、标准要求和设计技术。 一、电磁兼容现象及基本理论 电磁兼容(Electromagnetic Compatibility——EMC),其定义是:设备或系统在其所处的电磁环境中能正常工作,且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。从上述定义可以看出,一台设备或一个系统的电磁兼容性都包括两个方面,一是它对同一电磁环境中其它设备的抗干扰能力或称敏感性,二是它对其它产品的电磁骚扰特性。 电磁骚扰(Electromagnetic Disturbance——EMI)定义为“任何可能引起装置、设备或系统性能降低或者对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象”。电磁骚扰可能是电磁噪声、无用信号或传播媒介自身的变化。(注:一般意义上的“有用的电磁信号或电磁能量”在电磁兼容领域也有可能被认为是电磁骚扰源。) 电磁骚扰的表现形式一般有两种,一是通过导体传播骚扰电压、电流,一是通过空间传播骚扰电磁场。前者称为传导骚扰,后者称为辐射骚扰。例如,电视机的电磁骚扰主要有:对公用电网的无线电骚扰和低频骚扰(如注入谐波电流)、对公用电视天线系统的骚扰、向空间辐射的电磁场等。 抗扰度(Immunity to a Disturbance)定义为“装置、设备或系统面对电磁骚扰不降低运行性能的能力”。电磁敏感性(Electromagnetic Susceptibility——EMS)定义为“在存在电磁骚扰的情况下,装置、设备或系统不能避免性能降低的能力”。实际上,抗扰度与敏感性都反映的是对电磁骚扰的适应能力,仅仅是从不同的角度而言,敏感性高即意味着抗扰度低。对应电磁骚扰的两种表现形式,设备对电磁骚扰的抗扰性也同样分为传导抗扰性和辐射抗扰性。

惯性导航文献综述报告

一、引言 惯性技术是惯性制导、惯性导航与惯性测量等技术的统称。惯性技术已应用于军用与民用的众多技术领域中,应用于宇宙飞船、火箭、导弹、飞机、舰船等各种运载器上。在各类导航系统(例如无线电导航、天文导航等)中,惯性导航系统被认为是最有发展前途的一种导航系统。惯性导航系统依照惯性原理,利用惯性元件(加速度计和陀螺仪)来测量载体本身的加速度和角速度,经一系列运算后得到载体的导航参数,从而达到对载体导航定位的目的。惯性导航是一种自主式的导航方法,它既不需要向外界发送信号,也不需要从外界接收信号,所以, 它具有隐蔽性好,工作不受气象条件制约和外界干扰等优点,从而广泛地应用于军用和民用的众多领域中。 随着现代数学、现代控制理论与计算机技术的发展,在平台惯导系统的基础上又发展出了捷联惯导系统。捷联系统是将惯性元件(陀螺和加速度计)直接安装在载体上,直接承受载体角运动,不再需要稳定平台和常平架系统的惯性导航系统。捷联管道系统使用数学平台而非物理平台,简化了平台框架和相连的伺服装置,因而消除了平台稳定过程中的误差,简化了硬件,提高了可靠性和可维护性,降低了成本,体积小、重量轻。 在捷联惯导系统中,用加速度计代替陀螺仪测量运动载体的角速度,称为无陀螺捷联惯导系统(The Gyroscope Free Strapdown Inertial Navigation System,简称GFSINS)。GFSINS舍弃了陀螺,所以能够避开由于陀螺的抗震性差、恢复时间长、动态范围小等缺陷所引起的一系列难以解决的关键技术问题。目前无陀螺捷联惯导系统给的研究已经引起了国内外很多专家学者的重视。无陀螺捷联惯导系统成本低,可靠性高,功率低,寿命长,反应速度快,适用于角加速度大、角速度动态范围大、冲击大的载体的惯性导航,也适合一些较短程飞行器的惯性制导,还可以与其它导航装置组成组合导航系统。 无陀螺捷联惯导系统虽然具有多种突出的优点,但也有美中不足之处。与传统的惯导系统相比,无陀螺捷联惯导系统的载体角速度是从加速度计输出的比力信号中解算出的,且各轴角速度信号互相耦合,因此,目前广泛应用的六加速度计配置方案和九加速度计配置方案都采用了方便解耦的配置,一般选择角加速度作为解算对象,角速度为辅助或不用。而由角加速度到角速度需要一次积分,到姿态需要两次积分,造成角速度计算值和导航参数的误差随时间增长不断积累。此外,加速度计精度和加速度计的安装精度也对无陀螺惯导系统的精度有所制约。 随着加工技术及数字计算机的发展、高精度加速度计的不断问世、滤波技术、组合导航技术的发展,无陀螺捷联惯导系统的研究具有重要意义和广阔的应用前景。本文后续内容中就对无陀螺捷联惯导系统的研究动态和发展前景进行了介绍。 二、国内外研究动态 惯性测量通常利用加速度计敏感线加速度,用陀螺仪敏感角速度来确定载体的姿态。惯性测量系统应用于炮射制导弹药时,炮弹减旋后出炮口的转速仍然很高,比如155mm炮弹的减旋后转速仍达15r/s~20r/s。发射时,炮弹在火药压力下做高加速旋转运动,速度在数毫秒内达到数百m/s,炮弹所受轴向加速度可达几千到几十万个m/s2。这样恶劣的环境对陀螺和加速度计的性能有很高要求:动

面向液晶电视的电磁兼容设计技术综述

电磁兼容(EMC)是液晶电视设计中不可避免的重要问题。如果EMC设计不好,将会导致电视在播放的过程中出现水波纹以及频闪等问题,严重时将会导致无法收看。EMC设计实际上就是针对产品中产生的电磁干扰进行优化设计,使之符合各国或地区的EMC标准。其定义是:设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁干扰(EMI)的能力。 电磁干扰一般都分为两种,传导干扰和辐射干扰。传导干扰是指通过导电介质把一个电网络上的信号耦合(干扰)到另一个电网络。辐射干扰是指干扰源通过空间把其信号耦合(干扰)到另一个电网络。 液晶电视结构主要包括:液晶显示模块,电源模块,驱动模块(主要包括主驱动板和调谐器板)以及按键模块。一般液晶显示模块由生产厂商在生产前已经完成EMC的测试。这里主要介绍一下设计电源模块、驱动模块、按键模块,以及整机设计时应注意的电磁干扰问题。 电源模块EMC设计 电源部分两大主要功能就是实现驱动液晶屏的背光以及为其他模块(包括驱动模块,按键模块)提供直流电源。 电源模块的设计好坏直接影响到整个系统,如果设计不好,将会导致电视出现大的水波纹,严重时将会导致电视不能使用。同时还会严重影响到附近的其他设备的正常使用。 液晶电视的电源部分采用的都是开关电源。开关电源引起电磁干扰问题的原因是很复杂的。设计开关电源时,要防止开关电源对电网和附近的电子设备产生干扰;还要加强开关电源本身对电磁干扰环境的适应能力。 针对开关电源的EMC问题,在设计时应采用以下主要措施: 软开关技术:开关器件开通/关断时会产生浪涌电流和尖峰电压,这是开关管产生电磁干扰及开关损耗的主要原因。软开关技术是减小开关器件损耗和改善开关器件EMC特性的重要方法。该技术主要是使开关电源中的开关管在零电压、零电流时进行开关转换从而有效地抑制电磁干扰。 调制频率控制:电磁干扰是根据开关频率变化的,干扰的能量集中在离散的开关频率点上导致干扰强度大。通过将开关信号的能量调制分布在一个很宽的频带上,产生一系列离散边频带,这样就将干扰频谱展开,干扰能量分布在离散频带上,从而降低开关频率点上的电磁干扰强度。

先进制造技术论文

题目:人工智能先进制造技术论文 学院:机械工程 专业:机械设计制造及其自动化班级: 122 学号: 1208030366 学生姓名:杨瑞 指导教师:贺福强 2015 年 12 月 26 日

目录 一、概述 二、人工智能技术的国内外发展现状与趋势 三、人工智能技术的主要研究内容与核心技术难题 四、人工智能技术的评价与认识 五、结论 六、参考文献

概述 先进制造技术(advanced manufacturing technique,缩写AMT,具体地说,就是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统的总称。主要包括:计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等。 先进制造技术不是一般单指加工过程的工艺方法,而是横跨多个学科、包含了从产品设计、加工制造、到产品销售、用户服务等整个产品生命周期全过程的所有相关技术,涉及到设计、工艺、加工自动化、管理以及特种加工等多个领域,并逐步融合与集成。而先进制造技术主要包括以下三个技术群: (1)主体技术群:是制造技术的核心,它包括两个基本部分:有关产品设计技术和工艺技术。 (2)支撑技术群:a.信息技术:接口和通信、数据库技术、集成框架、软件工程人工智能、专家系统和神经网络、决策支持系统。b.标准和框架:数据标准、产品定义标准、工艺标准、检验标准、接口框架。c.机床和工具技术。d.传感器和控制技术:单机加工单元和过程的控制、执行机构、传感器和传感器组合、生产作业计划。e.其它; (3)制造技术基础设施.要素包括了车间工人、工程技术人员和管理人员在各种先进生产技术和方案方面的培训和教育等。 先进制造技术是在传统制造的基础上,不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理技术等方面的成果,将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称,也是取得理想技术经济效益的制造技术的总称。先进制造技术不是一般单指加工过程的工艺方法,而是横跨多个学科、包含了从产品设计、加工制造、到产品销售、用户服务等整个产品生命周期全过程的所有相关技术,涉及到设计、工艺、加工自动化、管理以及特种加工等多个领域,并逐步融合与集成。 先进制造技术是当今国际间科技竞争的焦点,随着社会的发展,市场需求的个性化与多元化,人们对产品的要求也日益多元化,市场竞争日趋激烈,企业要在日趋激烈的市场竞争中生存发展,就必须采用先进的制造技术。

先进制造技术及其发展趋势

先进制造技术及其发展 摘要:介绍了先进制造技术的发展特点及趋势,分析了制造业特别是装备制造业在工业与国民经济中所占的重要地位, 指出发展先进制造技术是我国目前紧迫的重大任务重点论述。指出现代制造业市场的特征、制造企业的特征和机械制造业的特征。并且扎根在“机械”与“制造”的基础上, 服务于制造业的发展。关键字:先进制造技术;制造;发展;趋势 0 引言 当今,世界范围内制造业的竞争变得越来越严酷。人们对于产品的个性化要求越来越强烈!产品的生命周期越来越短!基于时间、个性化、质量和价格的竞争成了企业占领市场、击败对手的重要策略。企业在尽可能短的时间内! 高效率低成本地为顾客提供个性化高质量产品的能力! 已成为当今企业竞争能力的一个基本标志。 应该说, 制造业是“永远不落的太阳” , 是现代文明的支柱之一它既占有基础地位, 又处于前沿关键, 既古老, 又年轻它是工业的主体, 是国民经济持续发展的基础它是生产工具、生活资料、科技手段、国防装备等及其进步的依托, 是现代化的动力源之一。 1 先进制造技术概述 先进制造技术是面向21世纪的技术系统!它的目的是提高制造业的综合效益(包括经济效益、社会效益和环境生态效益),以赢得激烈的国际市场竞争。它已不是传统意义上的机械制造技术,它是集机械、电子、光学、信息科学、材料科学、生命科学、管理学最新成就于一身的新兴技术。 先进制造技术最重要的特点在于,它是一项面向工业应用,具有很强实用性的新技术。与传统制造技术相比,先进制造技术更具有系统性、集成性、广泛性、高精度性。先进制造技术虽然仍大量应用于加工和装配过程,在其制造过程中还综合应用了设计技术、自动化技术、系统管理技术等。先进制造技术比传统的制造技术更加重视技术与管理的结合,更加重视制造过程组织和管理体制的简化以及合理化,从而产生了一系列先进的制造模式,并能实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产。 2 先进制造技术的体系结构 (1)先进制造技术是一个动态技术。它要不断吸收各种高新技术成果! 将其渗透到产品的设计、制造、生产管理及市场营销的所有领域及其全部过程!并且实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产。 (2)不摒弃传统技术,而是不断用科技新成果新手段去研究它、改造它、充实它。 (3)它涉及到产品从市场调研、产品设计、工艺设计、加工制造、售前售后服务等产品寿命周期的所有内容!并将它们结合成一个有机的整体。 (4)特别强调计算机技术!信息技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理等方面的应用。 (5)特别强调人的主体作用!强调人、技术、管理三者的有机结合。 (6)强调各专业学科之间的相互渗透和融合!淡化并最终消除它们之间的界限。

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